DXP實(shí)驗(yàn)報(bào)告解讀

1、1 實(shí)習(xí)目的和意義 12 繪圖軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 22.1 Altium Designer系統(tǒng)（繪圖軟件環(huán)境） 22.2 原理圖編輯器及參數(shù) 33 原理圖設(shè)計(jì) 43.1 原理圖設(shè)計(jì)實(shí)例 43.2原理圖設(shè)計(jì)常用工具 54 高級繪圖知識 74.1 原理圖編輯常用方法 74.2 原理圖常用圖件及屬性 84.3 原理圖元件庫的使用 95 PCB 設(shè)計(jì) 105.1 PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 105.2 PCB設(shè)計(jì)實(shí)例 115.3 PCB設(shè)計(jì)規(guī)則 126 上機(jī)考試 136.1 電路原理圖繪制 136.2 PCB設(shè)計(jì) 147總結(jié) 161實(shí)習(xí)目的和意義隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在企業(yè)管理中應(yīng)用的普及，各個(gè)行業(yè)都在積極使

2、用現(xiàn)代 化的手段。因?yàn)閷I(yè)在未來實(shí)際的需要，我們進(jìn)行了專業(yè)軟件實(shí)訓(xùn)。在這一周的時(shí)間里，我 們要基本掌握 Altium Designer的使用以及PCB的生成。這是一款制圖軟件，將我們要設(shè)計(jì)的 電路板先在圖紙上畫出來，然后經(jīng)過電氣檢測生成沒有錯(cuò)誤的圖樣，導(dǎo)入PCB進(jìn)行布局然后生成原理圖。這個(gè)軟件的功能非常實(shí)用，在未來我們投身到工作時(shí)大大減少我們設(shè)計(jì)電路時(shí) 的阻力以及避免浪費(fèi)時(shí)間在一些小的事情上。學(xué)了這款軟件，我們對于專業(yè)的知識進(jìn)一步了 解。通過模擬實(shí)訓(xùn)，進(jìn)一步鞏固所學(xué)的電路基本理論和模電數(shù)電基本知識，熟練掌握技術(shù)人 員設(shè)計(jì)電路的基本操作方法和技能，縮短與社會實(shí)際工作的距離，為我們進(jìn)入社會相關(guān)崗位

3、實(shí)習(xí)和從事本職工作或兼職工作奠定技能基礎(chǔ)。使自己進(jìn)一步鞏固所學(xué)理論知識，同時(shí)提高觀察問題、分析問題、解決問題的能力。并且在未來我們要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，這次實(shí)訓(xùn)給我們未來畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)基礎(chǔ)，是未來畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)不至于發(fā)慌。1License ManagementIxcwMimgmE Evtvwqft Uptln-J Marv Amnl &pcifnf lta_Jr Mhorr D$«uiwi¥l O Afoouril prder«fKHNew tTMhAKOJJDqriifrt.nt"_J dd iLMHfaknw bnnu Me話Hem te

4、tne i en dmind l«n»nxii -5«tup pnvatr feccnsv HmrHa 1d int sidnddtant hrtns«2繪圖軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 Altium Designer系統(tǒng)（繪圖軟件環(huán)境）FfciWospKE OocwnamMivn MmA IAMtLAd mm二My Ajccocint - not sjgeed inAvailable liccfiKS Unlicensed%hj a ire ml usiv>g valid license. Click 實(shí)gn in to reprieve the list

5、 of available liemses.以上是Altium Designer的英文界面，所有的 Altium Designer功能都可以從這個(gè)界面啟動(dòng)。當(dāng) 然，使用不同的操作系統(tǒng)安裝的Altium Designer應(yīng)用程序，首次看到的界面可能會有所不同。Altium Designer系統(tǒng)為用戶提供豐富的工作面板。在系統(tǒng)標(biāo)簽中的面板可分為兩類，一類是在任何編輯環(huán)境中都有的面板，如庫文件面板和項(xiàng)目面板；另一類是在特定的編輯環(huán)境中才會 出現(xiàn)的面板，女口 PCB編輯環(huán)境中的導(dǎo)航器面板。為了方便起見，Altium Designer可以將多個(gè)面板激活，激活后的多個(gè)面板既可以分開擺放，也可以疊放，還可以

6、用標(biāo)簽的形式隱藏在當(dāng) 前窗口上。Altium Designer系統(tǒng)引入設(shè)計(jì)項(xiàng)目或文檔的概念。在電子電路的設(shè)計(jì)過程中，一般先建立一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目定義了項(xiàng)目中的各個(gè)文件之間的關(guān)系。如在印制電路板設(shè)計(jì)工作過 程中，將建立的原理圖，PCB等的文件都以分立文件的形式保存在計(jì)算機(jī)中。即通過項(xiàng)目這個(gè)聯(lián)系的紐帶，將同一項(xiàng)目中的不同文件保存在同一文件夾中。222原理圖編輯器及參數(shù)> 口 Sem> Qj Dala Managemtutm .5<hcnuitic込 General巧 raphicid Editing7 Mouse Wheel Cnhiuratior耳 CompaltrS ikUtD

7、F(KUSEj Itirjiry AutoZgoimgBi Grids=Break Wkrr亙 Drfaun Unnsr p前雖Primirfw節(jié)旦 Oread ft刪> 口 FPGA> Cj PCE Editor> 口 Trt Edrt-OffE> Qj 刃rlfrting System口如 Fdrtar> Qj SimulaliDH> 口 WawcSchematic » CornpilerEnofs & WanrHrHQsAlflO-JurKttOHKDkp曲 On Wircif叼Siat Smallest7COlOEManuial J

8、undUcim CmnnectkMi S-tatusDitpT廚Si妊S-nullcstCompllU NAme& ExpansianDisplay Eht tjHnded compiled names of the f&llwirtg 4H>jeds0 Designrs Net Ports ihcirt Number Dflcyinenrt NumberDIspby &uper5<xW n nece-ssafy vNmr dirspla sumrfuipt3#新建一個(gè)PCB文件，在操作界面上單機(jī)系統(tǒng)面板，在其上有一列如上標(biāo)志，這些標(biāo)志可以為 原理圖提供參數(shù)

9、編輯。原理圖編輯器是完成原理圖設(shè)計(jì)的主要工具。因此，熟悉原理圖編輯 器的作用和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置是十分必要的。原理圖編輯器界面的配置主要是指工具欄和工作 面板狀態(tài)，打開的數(shù)量和所在部位。原理圖編輯器界面的配置應(yīng)以簡單實(shí)用為主，完全沒有 必要把所有的工具或面板全部打開，因?yàn)槟菢訒拐麄€(gè)工作界面顯得凌亂，特別是配置低的 計(jì)算機(jī)會影響運(yùn)行速度。一般情況下，工具欄選擇顯示標(biāo)準(zhǔn)工具欄和布線工具欄，其他使用 系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可。原理圖是要繪制在圖紙上，所以圖紙的設(shè)置是一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)。在 原理圖編輯器中，圖紙的設(shè)置由圖紙?jiān)O(shè)置對話框來完成，主要包括圖紙的大小，方向，標(biāo)題 欄，邊框，圖紙柵格，捕獲柵格，自動(dòng)尋找電

10、氣節(jié)點(diǎn)和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)信息等參數(shù)。3原理圖設(shè)計(jì)如上是生成了原理圖接觸式防盜報(bào)警器，并且完成了錯(cuò)誤報(bào)告類型設(shè)置對話框。報(bào)告模式欄表示違反規(guī)則的程度，在下拉列表中有4種模式可供選擇。設(shè)置時(shí)可充分利用右鍵菜單中的9種方式，對4種模式之一進(jìn)行快速選擇設(shè)置。3.2 原理圖設(shè)計(jì)常用工具所謂的常用工具一般包括工具欄工具，窗口顯示設(shè)置和各種面板功能等內(nèi)容，這些工具或操作內(nèi)容在繪制電路原理圖時(shí)經(jīng)常被使用。Customizinq PiLditor6#Commands Toolbar$nmnsnmaaaaaaaBmCommandsDefault BarsS AttiumLib ± Annotation王BOM

11、CAMtastic 毎BS CmpLib 田 Constraint 壬匚orePtoject 王 DatabaseLib £ DatabaseLink (+ DataClast 田 DdaultEditor匚 ategone5AllScriptsSystem Level3D Body PlacementAdd Key Frame to 3D MovieAdd New ProjectAdd New to ProjectAlignAitium WikiApphFAssembly Outputs Auto RouteBoard InsightBoard ShapeClearCompantn

12、t Actions Component Placement ConnectionsNew.b工具欄中的工具按鈕，實(shí)際上是菜單命令的快捷執(zhí)行方式。大部分菜單命令前帶有圖標(biāo)，都 可以在工具欄中找到對應(yīng)的圖標(biāo)按鈕。工具類型名稱前有對號的表示工具欄已被激活，在編 輯器中顯示，否則沒有顯示。工具欄的激活習(xí)慣上叫做打開工具欄。單擊工具欄菜單命令， 切換工具欄的打開和關(guān)閉狀態(tài)。原理圖編輯器的工具欄共有7種類型。所有工具欄的打開和關(guān)閉都由菜單命令【View】/【Toolbars】來管理。也可以單擊【Customize】來擴(kuò)展。原理圖編輯器工具欄從屬性上大致可分為三類，暨電路圖繪制類，信號相關(guān)類，文本編輯類。最

13、常用的工具欄是電路圖繪制類。 電路圖繪制包括布線工具欄和輔助工具欄。信號相關(guān)類包括混合信號仿真工具欄和原理圖標(biāo) 準(zhǔn)工具欄。文本編輯類包括文本格式工具欄，導(dǎo)航工具欄和原理圖標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的大部分工 具。除了庫原件，我們有時(shí)候會用到庫里沒有的一些原件。利用前面已經(jīng)介紹的工具繪制一 個(gè)元件的原理圖符號。比如以GU555定時(shí)器為例。工具欄在原理圖編輯器中可以有兩種狀態(tài)：固定狀態(tài)和浮動(dòng)狀態(tài)。工具欄中帶有 下拉按鈕的工具，單擊該工具時(shí)，即彈出其下拉工具條，從彈出的工具條中選中 工具進(jìn)行操作。工具欄中帶有顏色框時(shí)（主要指文本格式工具欄），單擊顏色框， 即彈出顏色選擇條或顏色選擇對話框，選擇需要的顏色。Alti

14、um Designe系統(tǒng)在各個(gè)編輯器中大量地使用了工作面板，簡稱為面板。所謂面板是指74 高級繪圖知識4.1原理圖編輯常用方法在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，時(shí)常要對原理圖中的圖件進(jìn)行調(diào)整，也稱為編輯。Altium Designer系統(tǒng)提供了對原理中的圖件進(jìn)行編輯的方法。例如，某一元件或某一區(qū)域內(nèi)的元件的選取，復(fù)制，刪 除，移動(dòng)或排列。通用編輯方法，包括選取，剪切，復(fù)制，粘貼，刪除，移動(dòng)，排列等，這些命令集中在編輯 菜單中。選取圖件是其他編輯功能實(shí)現(xiàn)的前提，只有圖件被選取后才能對其進(jìn)行編輯操作。圖件處于 被選取的狀態(tài)時(shí)，也成為選中。粘貼是將剪貼板中的內(nèi)容作為副本，放置在當(dāng)前文件中。在 執(zhí)行粘貼操作時(shí)，可以按空

15、格鍵旋轉(zhuǎn)光標(biāo)上所粘貼的圖件，按X鍵左右翻轉(zhuǎn)，按Y鍵上下翻轉(zhuǎn)。如果需要多次粘貼同一個(gè)圖件，且要同時(shí)修改元器件的標(biāo)識符時(shí)，要不斷重復(fù)執(zhí)行粘貼命令，就顯得很不方便。系統(tǒng)提供了智能粘貼，就可以很好的解決這個(gè)問題。智能粘貼也是將剪貼板中的內(nèi)容作為副本放置在當(dāng)前文件中。剪切導(dǎo)線命令是用來將導(dǎo)線中一部分切除的命令。系統(tǒng)確認(rèn)一條導(dǎo)線是以放置時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)為標(biāo)記的。系統(tǒng)確認(rèn)一條導(dǎo)線是以放置時(shí)的起點(diǎn) 和終點(diǎn)為標(biāo)記的。在剪切導(dǎo)線之前，需要設(shè)置導(dǎo)線剪切的參數(shù)。打開【 DXP】/【preferences】，進(jìn)行設(shè)置。Schematic: - Break WireCuttirg LengliiO Snap Td Segm

16、ent Snaci Ghd 5<ze Multiple 3:Ofnetd lengthShNiw CuHet_轉(zhuǎn)申 S A 8«o Hrwr® A>w|iO g 靦哺Show FatmnrtyO Hrver AJwajnO 5 Win> 口> 口 加“ Mannflemerrtv &chemjfticGcnpraiU Griphim EMitimgq Mw5e Wh«l CorrrigurwtiQir事 Caunpller曲 A-iJlClfOCLIS-m GridtP Break Wirer Odtult Unih DHtuhAl

17、tium Designer系統(tǒng)有兩個(gè)特殊的粘貼命令，也可以稱為復(fù)寫命令和橡皮圖章命令。這兩個(gè)命令實(shí)際上是復(fù)制，粘貼命令的組合，操作更快捷，方便。使用復(fù)寫命令，不需要將被選圖件剪切或復(fù)制，可以直接在圖紙中復(fù)制出被選圖件。橡皮圖章命令與復(fù)寫命令相似，使用該功能復(fù)制圖件時(shí)，不需要將被選圖件進(jìn)行剪切或復(fù)制，可以 直接復(fù)制。4.2 原理圖常用圖件及屬性在Altium Designer系統(tǒng)中，繪制電路原理圖的實(shí)質(zhì)就是放置合適屬性的圖件，并將它們 進(jìn)行有效合理的連接。這里需要注意的是：一是如何放置圖件；二是怎樣設(shè)置圖件的屬性。 放置圖件的方法很多，最直接的是利用放置菜單命令。本章除了介紹利用放置菜單命令放置

18、 圖件操作外，還介紹繪制電路原理圖常用的圖件屬性的設(shè)置方法。如果希望系統(tǒng)對元件進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)識，一般使用系統(tǒng)的默認(rèn)值。系統(tǒng)默認(rèn)的標(biāo)識是元件類 型分類加問號的形式，如集成電路為“U? ”。如果不希望該元件參加系統(tǒng)的自動(dòng)標(biāo)識，可以在其文本框中輸入標(biāo)識符，同時(shí)勾選不允 許元件自動(dòng)標(biāo)識項(xiàng)。該元件在系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)識時(shí)，不會改變標(biāo)識符，但其標(biāo)識符將是同類標(biāo)識 符中的一個(gè)。另外，當(dāng)指定了標(biāo)識符，又勾選不允許元件自動(dòng)標(biāo)識時(shí)，連續(xù)放置多個(gè)該元件符號時(shí)， 系統(tǒng)會自動(dòng)遞增標(biāo)識符，且這些元件都不會參加系統(tǒng)的自動(dòng)標(biāo)識，除非取消該功能。只指定 標(biāo)識符，不勾選不允許元件自動(dòng)標(biāo)識時(shí)，連續(xù)放置多個(gè)元件時(shí)，系統(tǒng)也會自動(dòng)遞增標(biāo)識符， 且這

19、些元件都可以進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)識。一般用元件型號來注釋，如果使用由系統(tǒng)產(chǎn)生Altium Designer網(wǎng)絡(luò)表時(shí)，這些注釋文字將在網(wǎng)絡(luò)表中出現(xiàn)，這樣便于檢查標(biāo)識符和元件型號的對應(yīng)關(guān)系。標(biāo)識符和元件注釋文本框 后都有一個(gè)顯示復(fù)選項(xiàng)，勾選該項(xiàng)時(shí)，則對應(yīng)的文本內(nèi)容在原理圖中顯示，否則將不顯示。 參數(shù)列表分框的顯示復(fù)選項(xiàng)也具有同樣的功能。94.3原理圖元件庫的使用Altium Designer系統(tǒng)提供了豐富的元件庫，還提供了相應(yīng)的制作元件庫的工具，并可以創(chuàng)建庫。本章簡單介紹集成庫的組成，再通過實(shí)例詳細(xì)介紹原理圖文件庫使用，使讀者對集成庫有一 個(gè)充分的了解。Altium Designer系統(tǒng)采用了集成庫的概念。

20、所謂集成庫，是把器件的各種符號模型文件集成在 一起，能夠代表在各種不同設(shè)計(jì)階段所需的模型的集合體。例如，單個(gè)庫包含每個(gè)元件的封 裝和仿真子電路。用戶可以直接對原理圖和PCB庫進(jìn)行操作，將其編譯進(jìn)集成庫，該集成庫為用戶提供了所用器件的信息源。用戶還可以附加仿真和信號完整性模型，以及器件的3DCAD描述。在編譯集成庫時(shí)，從源中提取的所有模型合并成一個(gè)可移植的單一模式，用于端設(shè)計(jì)。使用集成庫，能夠?yàn)橛脩籼峁┰L問所有器件必要信息的接口。繪制原理圖時(shí)要放置元件，而這些元件又常常保存在原理圖元件庫中。因此在放置元件之前，要添加元件所在的庫；盡管Altium Designer內(nèi)置的元件庫已經(jīng)相當(dāng)?shù)耐暾绻?/p>

21、用戶使用的是特殊的元件或新開發(fā)的元件，就需要自己建立新的元件及元件庫。所謂元件庫的編輯管理，就是進(jìn)行新元件原理圖符號的制作，已有元件原理圖符號的修訂和新庫的建立等。元件的原理圖符號制作，修訂和元件庫的建立是使用Altium Designer的元件庫編輯器和元件庫編輯管理器來進(jìn)行的。在進(jìn)行上述操作之前，應(yīng)熟悉原理圖元件庫編輯器和元件庫編輯管 理器。105 PCB設(shè)計(jì)5.1 PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)印制電路板也稱為印刷電路板或印制板，就是通常所說的PCB。印制板是通過一定的制作工藝，在絕緣度非常高的基材上覆蓋上一層導(dǎo)電性能良好的銅薄膜構(gòu)成敷銅板，然后根據(jù) 具體的PCB圖的要求，在敷銅板上蝕刻出 PCB圖上的

22、導(dǎo)線，并鉆出印制板安裝定位孔以及焊 盤和導(dǎo)孔。元件封裝是指實(shí)際的電子元器件焊接到電路板時(shí)所指示的輪廓和焊點(diǎn)的位置，它是使元 件引腳和印制電路板上的焊盤一直的保證。純粹的元件封裝只是一個(gè)空間的概念，不同的元 件有相同的引腳，同一個(gè)元件也可以有不同的封裝。所以在取用焊接元件時(shí)，不僅要知道元 件的名稱，還要知道元件的封裝。因?yàn)樵姆N類繁多，所以其封裝也很繁雜。即使是同一功能原件，因生產(chǎn)廠家的不一 樣，也有不同的封裝，所以無法一一列舉。5.2 PCB設(shè)計(jì)實(shí)例以上是生成PCB后然后飛線，淚線后生成的。5.3 PCB設(shè)計(jì)規(guī)則Clearanee安全間距設(shè)計(jì)規(guī)則用于設(shè)定在PCB的設(shè)計(jì)中導(dǎo)線，導(dǎo)孔，焊盤，矩形

23、敷銅填充等組件相互之間的安全距離。布線參數(shù)設(shè)定完畢后，就可以開始自動(dòng)布線了。Altium Designer系統(tǒng)中自動(dòng)布線的方式多樣,根據(jù)用戶布線的需要，既可以進(jìn)行全局布線，也可以對用戶指定的區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)，元件甚至連接進(jìn)行布線，因此可以根據(jù)設(shè)計(jì)過程中的實(shí)際需要選擇最佳的布線方式。1、設(shè)置軟件工作環(huán)境，其中包括如下幾個(gè)方面： 進(jìn)入Design'Rules，按照設(shè)計(jì)的要求對選項(xiàng)中的各項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置： PROTEL99S軟件中Routing的Clearanee Constraint 項(xiàng)規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線、焊盤、過孔等之間必須保持的距離。在單面板和雙面板的設(shè)計(jì)中，首選值為10-12mil ;四層

24、及以上的PCB首選值為6-8mil ；最大安全間距一般沒有限制。 Routing的Routing Layers，設(shè)置使用的走線層面和每層的走線方向（貼片單面板只用頂層，直插單面板只用底層）。一般情況下，使用默認(rèn)值。 PROTEL99S軟件中Routing的Routing Via Style項(xiàng)規(guī)定了過孔的內(nèi)、外徑的最小、最大和首選值。單面板和雙面板過孔外徑應(yīng)設(shè)置在40mil 60mil之間；內(nèi)徑應(yīng)設(shè)置在 20mil 30mil。四層及以上的 PCB外徑最小值為20mil，最大值為40mil ;內(nèi)徑最小值為10mil，最 大值為20mil 。 PROTEL99S軟件中Routing的Width C

25、onstraint 項(xiàng)規(guī)定了布線的寬度。單面板和雙面板的布線寬度應(yīng)設(shè)置在10 30mil之間，特殊情況下最大值不應(yīng)超過60mil，最小值不應(yīng)低于 8mil ;四層及以上PCB最小值不應(yīng)低于 5mil，其余設(shè)置參照雙面板設(shè)置。另可以添加一些網(wǎng)絡(luò) 的線寬設(shè)置，如地線、+5伏電源線、時(shí)鐘線、+12伏電源線、-12伏電源線、交流電源輸入線、 功率輸出線等。地線、時(shí)鐘線和+5伏電源線首選值一般為60mil（最大值不限，最小值為8 mil，在能走通的情況下線盡量寬）寬度，各種電源線首選值一般為40mil（最大值不限，最小值為8mil，在能走通的情況下線盡量寬）寬度。按照PCB線寬和電流的關(guān)系（大約是每毫米

26、線寬允許通過500毫安的電流）確定最大線寬。 PROTEL99S軟件中 Manufaeturing 的Polygon Conneet Style項(xiàng)規(guī)定了敷銅連接的方式。連接方式（Rule Attributes ）設(shè)置成 Relief Connect方式，導(dǎo)線寬度（Con ductor Width ）設(shè)置成25mil，連接數(shù)量（Con ductors ）設(shè)置成4,角度（An gle）設(shè)置成90度。 PROTEI軟件中Manufacturing 的Hole Size Constraint 項(xiàng)規(guī)定了物理孔的大小。最小值設(shè)置為20mil，最大值沒有限制（備注：物理孔一般是指定位孔和安裝孔等等）。其余各

27、項(xiàng)一般可用它的缺省值。進(jìn)入Design'Options 和ToolsPreferences,按照設(shè)計(jì)的要求對選項(xiàng)中的各項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置：PROTEI軟件中 Design'Options'Layer 中選中：Masks 中的 Top solder ； Silkscreen 中 Top overlay ； Other 中 Keepout 和 Multi Layer ； System 下面各項(xiàng)全部選中。 Visible Grid 項(xiàng)規(guī) 定了可視柵格的大小，分別設(shè)置成 10mil （上）和100mil （下）。6上機(jī)考試6.1電路原理圖繪制14#I*圭歹影于 fniasT影:二E三 fcrt 一lalfrlala ki:7一；苗運(yùn)氏f 4 ：些 ipv -£15ONS15 EJMUlnONS15UZS15 gzslsOZH15oNils 爰suON_H14 oNEls-韋忙 cflM££ UCMfmwoa cc&eu 9I_a *4E3zl«£a *&#